岸边集装箱起重机锚定装置研究

赵洁忱，俞雷

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

锚定装置是否稳定可靠，与预埋锚定坑的有效性有直接关联，要保证处于暴风环境中的起重机安稳，相关人员还要提高锚定装置在两侧轨道上抗平行于轨道方向风的能力。在实际中，岸桥为了满足大型船要求，其外形尺寸以及迎风面积等参数也有所改变，所以，相关的锚定装置以及锚定坑参数也要作出调整校正，如此锚定坑才能与锚定装置相适应，锚定装置才能与岸桥要求相适应。主要针对岸边集装箱起重机锚定装置进行研究。

1 码头预埋锚定坑布置

无论是锚定装置，还是锚定坑都要与岸桥本身的实际应用环境相匹配，前两者之间也要保持较高的匹配度。锚定坑主要设置在岸桥停泊位置的周围，相关人员可根据当地气候环境以及岸桥的规模和现实需求，确定锚定坑的数量，并对其位置进行合理布置。锚定坑的形式和设置的具体情况会对锚定装置的选择造成一定的限制，锚定装置需要预埋在锚定坑中，相关人员还要做好这两方面的施工。在实际中，经常采取1个泊位4个坑的布置方式。其中海陆轨道各有两个坑，每种轨道的每侧各有1个坑，轨道线的垂直方向上会安装相关的锚定装置。

1个泊位也可以只使用2个锚定坑，在这种条件下，各种轨道线垂直方向也会安装1组锚定装置，只是锚定坑采取单轨道单锚定坑的分布方式。

在其他的码头锚定坑分布设置中，还会采取3个锚定坑配置方式。在这种方式中，海陆两侧的锚定坑数量不平衡，相关人员可根据实际情况，分别确定2个轨道的锚定坑数量。如果海侧需要抵抗的压力比较大，则在海侧设置2个锚定坑，如果陆侧需要的辅助力量更大，海侧则只能设置1个锚定坑。

2 码头预埋锚定坑的形状与使用问题

锚定坑形状主要有3种，矩形、圆形或椭圆形，无论形状如何，都要选择其安装形式，矩形坑需要匹配锚定插板，而其他两种形状则需要匹配锚定插销。因为圆形或椭圆形的锚定坑数量较少，所以应用锚定装置多为矩形对应的形式。在使用中，相关人员要对两种锚定形式进行具体分析，选出能使锚定装置在受力以及使用等方面具有显著优势的锚定方式，插板形式中的锚定板更方便锚定装置锚定，所以坑的形状一般会设置为矩形。

（1）受力情况分析。虽然锚定板和锚定插销的截面积不同，但受到的锚定力大小是相同的，相关人员可根据相关的受力图和截面图等，分别计算其受力情况。在这样的条件下，相关人员就要从使用角度上分析两种形式的优缺点。首先在占地面积上，锚定板占地面积较小，这意味着相关的锚定坑面积也会很小，如果港口岸桥周围设置的全是这种板形式，岸桥整体结构占据的空间会很小。在实际中，码头结构以及面积会根据码头实际使用情况以及基建情况，对锚定坑面积起到一定的限制作用，在这种情况下，相关人员完全可以选择矩形锚定板。其次在质量方面，矩形锚定插板重量要比锚定销质地轻盈，在插板质量适宜的情况下，其对锚定坑造成的压迫要小些，这意味着锚定坑在应用中不会出现不均匀沉降现象，而插销造成的压迫力较大，锚定坑使用安全系数可能会降低。另外，质地轻盈的插板在实际操作中也比较便利，所以综合质量和占地面积两方面因素，锚定插板都是首选。

（2）码头现场的实际使用情况。锚定坑与锚定装置不仅要在外形上相匹配，在尺寸以及埋设深度等方面也要相适应，如此锚定装置安装才不会出现偏差。在实际中，无论是设计还是建造，都无法保证两者完全匹配。锚定坑为预埋件，在安装岸桥时，相关人员要使预埋件与锚定板之间的间隙控制在合理范围内，禁止出现无法插进或空隙过大现象。泊位数量有多个，在移动安插时，还要保证每个锚定坑都适应。在实际中，经常会出现不同泊位、安装水平不同现象。岸桥规模和重量较大，其在使用中容易出现移动跑偏情况，在设置锚定坑和锚定板时，还要考虑该问题，使锚定坑能顺利与锚定装置结合起来。

在实际锚定条件不符合设计图纸要求，出现偏差后，矩形锚定板对应的锚定坑也能使锚定板顺利插入，而圆形锚定销却做不到。如果实际中的偏差出现在两个方向上，且间隙大小相同，锚定销在安装时，边缘处会受到限制，不能顺利插进去，而矩形锚定板则有进入安装施工环节的机会。

3 码头预埋锚定坑的深度问题

锚定坑的深度关系到锚定装置的埋深大小，适宜深度范围内的埋设，可以使锚定装置发挥最大的锚定功能，所以相关人员还要合理设置坑深。在锚定板插入深度方面，一般将其控制在0.15m以内，但不能低于0.14m，所以坑深最少也要超过0.15m。锚定坑与锚定装置虽然要达到严丝合缝效果，但在安装时，两者之间必须存在一定空隙，以便锚定板顺利插入。在日常应用中，锚定板会受到起重机带来的压力作用影响，该锚定板在受到影响后，很有可能会出现倾斜或跳脱现象，只有合理埋设，该现象带来的影响才会降低，使锚定板保持稳定。

4 锚定装置结构受力分析

锚定装置要对起重机起到支撑加固作用，其主要位于岸桥下横梁正下方（也有部分安装在两侧大车下），相关人员要将其安装在海陆两侧对应的位置处，如有必要，还要在大车行走机构大平衡梁下方安装匹配度较高的锚定装置。锚定装置的安装与使用不能对码头运营中货物装卸产生干扰，所以在设置时，需要考虑岸桥运输方式以及装卸位置等相关信息，然后对锚定装置与岸桥之间的连接关系进行设计，使其不会影响系缆桩和绑扎撑杆的稳定性。用螺栓连接的水平法兰可以应用在两者连接关系中，以使锚定装置结构受力良好。

锚定装置及锚定坑的布置方式不同，相关的锚定板受到力的大小和方向也不同。在单轨道双锚定坑中，两侧锚定板受力方向和大小都是相同的，其会均匀分担作用在锚定装置上的压力，可以记作F/2，在该种结构受力分析中，以法兰平面为中心，受力点分别作用于平面两侧，虽然其到平面的间距相同，产生的扭矩也能围绕Z轴进行，但方向是相反的，所以在实际中，两者往往会互相抵消，在抵消中，锚定板不会受到任何压迫。

对单轨道单锚定坑和单轨道双锚定坑受力情况进行分析，相关人员可以对前提条件进行研究，使两者在结构形势以及受力大小等方面保持同等条件，双锚定坑锚定装置受到的扭矩会抵消，所以其扭转应力很小，而单锚定坑的扭转应力则会较大，因为其扭矩无法抵消，所以其所拥有的扭转应力点要多一个。扭转装置受到的应力大小都是有限的，否则造成板裂现象，会使起重机失稳。在应力过大，且超过允许范围时，相关人员则要改善结构截面来使装置满足应力要求。截面面积增大，应力会减小。在调整截面面积大小时，相关人员还要使其在可控范围内，使其满足岸桥空间要求，如果高度方向上有足够空间，可在结构箱体内增加角钢以及隔板来抗扭。

在实际中，一般会采取双锚定坑形式，但这种形式也存在跑偏缺陷，相关人员还要根据具体情况，作出具体分析。如果当地港口风速较小，码头承载能力较小时，使用的岸桥规模也较小，在这种情况下，应采取单轨道单锚定坑形式，在这种形式中，相关人员还要控制中心线与大车轨道中心距离。如果风速较大，船舶造型较大，岸桥也较大，则需要采用单轨道双锚定坑形式。在这种形式中，主要采取矩形锚定板，锚定坑中心线与轨道中心间距要超过0.50m。在岸桥应用中，应尽量减少机械产生的力矩，所以在改善锚定装置时，需要减少额外力矩，在确定锚定坑位置时，需要将其与岸桥停机位重合在一起，使两者的中心线重叠。同时建议基建在设计和制作锚定坑的时候，留出足够的预留调整空间。

5 结语

码头预埋坑是锚定装置的制约条件，相关人员要利用该条件，来制约锚定装置，使其抗风防滑能力更强。所以相关人员不仅要研究其布置位置和数量，还要对坑深、形状以及相关的施工技术进行分析。在锚定装置和锚定坑设计中，相关人员要保证两者的灵活性，以使其能应对集装箱重量以及船型变化。在设计施工中，可能还会遇到很多现实性的技术问题，相关人员还要解决这些问题。锚定作为保障设备安全的装置，其安全性必须放在第一位予以考虑。